CN101091944A - 旋涂装置以及反射防止层用组合物的涂布方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供透镜的旋涂装置以及反射防止层用组合物的涂布方法，用以防止附着物附着在透镜表面上，使外观变得良好。单元(60)具有覆盖保持用具(20)的外壁部(603)，外壁部(603)在与透镜(50)的上部相对的位置上形成有开口部(601)。外壁部(603)的下端部没有到达单元(60)的底部(604)，该下端部与底部(604)之间形成有连通口(605)。在外壁部(603)的外周侧遍及整周设有环状的外周部(606)，外周部(606)与形成在保持用具(20)和外壁部(603)之间的内周部(607)经由连通口(605)互相连通。形成在单元(60)的底部(604)上的储液部(609)的形状为，随着从其中心向单元(60)的外周侧而向下方倾斜。

Description

旋涂装置以及反射防止层用组合物的涂布方法

技术领域

本发明涉及旋涂装置以及反射防止层用组合物的涂布方法。

背景技术

以往，在眼镜用等的塑料透镜中，在透镜基材的表面上单独形成硬化层或者形成介入有底层的硬化层，并且在该硬化层的表面上形成用于防止重影以及闪烁的反射防止层。

以往，该反射防止层主要利用真空蒸镀法形成多层膜，但最近设计出由具有反射防止功能的硬化性液体形成的反射防止层用组合物。作为反射防止层用组合物的涂膜方法，一般先在单独形成了硬化层或者形成了介入有底层的硬化层的透镜基材上涂布反射防止层用组合物，然后再使其硬化。

作为反射防止层用组合物的涂布方式，主要采用浸渍方式或旋涂(spin coating)方式。其中，旋涂方式是在预先单独形成了硬化层或者形成了介入有底层的硬化层的塑料透镜的表面上喷出反射防止层用组合物并旋转，从而形成反射防止层，通过该旋涂方式能够得到均匀且高质量的反射防止层，而且加工速度快，装置紧凑。

作为旋涂方式的现有例有下述的方法：在用把持/旋转构件把持透镜基材后且马上要把反射防止层用组合物喷出到塑料透镜上之前，将异丙醇(IPA)等低沸点溶剂喷出到旋转中的透镜基材表面上，并以预定的旋转速度使塑料透镜旋转来将其甩掉，由此对塑料透镜进行净化/干燥(专利文献1)。

专利文献1：日本特开2003-290704号公报

但是，在装置主体内，在喷出反射防止层用组合物并以预定的旋转速度旋转时，会产生雾气或颗粒。因此，在如专利文献1那样使用IPA清洗透镜基材表面时，在喷出反射防止层用组合物并以预定的旋转速度旋转使其甩掉的工序中，产生的雾气或颗粒会附着在透镜表面上，产生外观不佳的现象。

发明内容

本发明的目的在于提供透镜的旋涂装置以及反射防止层用组合物的涂布方法，用以防止附着物附着在透镜表面上，使外观变得良好。

本发明的旋涂装置的特征在于，该旋涂装置具有：清洗液喷出装置，其向透镜基材的表面供给以水为主要成分的清洗液；反射防止层用组合物喷出装置，其为了在透镜基材的表面上形成反射防止层而供给反射防止层用组合物；保持部，其可旋转地保持所述透镜基材；储液部，其对分别从所述清洗液喷出装置和所述反射防止层用组合物喷出装置提供给所述透镜基材而流下来的液体进行储存；装置主体，其容纳着所述透镜基材；供气装置，其向该装置主体提供清洁空气；以及排气装置，其将在所述装置主体内被污染的空气排出到外部。

根据本发明，通过供气装置和排气装置，能够在装置主体内形成气流。因此，能够通过气流搬运在装置主体内浮游的雾气或颗粒并使其移动，该气流在储存清洗液和反射防止层用组合物的储液部附近流动，所以雾气或颗粒能够被吸附到储存在储液部的液体中。

因此，能够除去装置主体内的雾气或颗粒，所以能够防止雾气或颗粒附着在透镜基材上。其结果是能够提供外观质量优异的透镜。

本发明的旋涂装置的结构优选为，在所述装置主体内具有覆盖所述透镜基材的外壁部，该外壁部在上部形成有开口部，该开口部允许清洁空气的从所述供气装置送到所述透镜基材的流动，并且在围着所述外壁部的外周而形成的外周部上形成有排气用开口部。

在本发明中，由于形成了外壁部，所以由供气装置向透镜基材提供的空气在外壁与保持用具之间通过并向下方移动，从排气用开口部排出。因此，能够在装置主体内形成气流，能够将在装置主体内浮游的雾气或颗粒移动到储液部附近，所以能够高效地将雾气或颗粒吸附在储液部的溶液中。

本发明的旋涂装置的结构优选为，在所述储液部上，从所述储液部底面竖起形成有使废液流通的管。

在本发明中，由于管的端部从储液部的底面向上方突出，所以在储液部的液面超过管的最上端部时，其超出部分的溶液通过管排出到外部。因此，成为始终在储液部中储存一定量的溶液的状态，所以能够维持可吸附雾气或颗粒的状态，另外，能够省去补充、排出储液部的溶液的工作量。

本发明的旋涂装置的结构优选为，所述供气装置设置在所述透镜基材的上方，向所述透镜基材提供清洁空气，所述排气装置从所述透镜基材的下方对被污染的空气进行抽吸。

在本发明中，供气装置从透镜基材的上部向透镜基材提供空气，所以空气向透镜的下方移动。然后，通过设置在透镜基材的下方的排气用开口部对移动的空气进行抽吸，由此能够产生气流。此时，由于与朝向排气用开口部的气流相邻地设置储液部，所以能够将空气中的雾气或颗粒吸附到储液部的液体中。

本发明的反射防止层用组合物的涂布方法使用所述旋涂装置，通过旋涂法在所述透镜基材上形成反射防止层，其特征在于，该方法包括：通过从所述清洗液喷出装置提供的液体对所述透镜基材进行清洗的工序；和使由保持用具保持的所述透镜基材旋转，并且通过所述反射防止层用组合物喷出装置向所述透镜基材提供组合物的成膜工序，该成膜工序是在所述储液部中储存废液的状态下执行的。

在本发明中，使用上述的旋涂装置形成反射防止层，所以能够起到与上述相同的作用效果。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式中的旋涂装置的示意图。

图2是所述实施方式中的保持用具的放大图。

图3是在所述实施方式中所保持的透镜的剖面图。

图4是所述实施方式的变形例的旋涂装置的示意图。

标号说明

10：装置主体

11：清洗液喷出装置

12：反射防止层用组合物喷出装置

13：清洁单元(供气装置)

20：保持用具

50：透镜

60：单元

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的一个实施方式。

图1是本实施方式中的旋涂装置1的示意图。

旋涂装置1具有装置主体10，该装置主体10在其内部的大致中央处配设有保持透镜50的保持用具20，在保持用具20的周围设有单元60。

单元60具有覆盖保持用具20的外壁部603，外壁部603在与透镜50的上部相对的位置上形成有开口部601。开口部601形成比透镜50的大小稍大的圆形状。外壁部603的下端部没有到达单元60的底部604，在外壁部603的下端部与底部604之间形成有连通口605。在外壁部603的外周侧遍及整周设有环状的外周部606，外周部606与形成在保持用具20和外壁部603之间的内周部607经由连通口605互相连通。

外周部606与排气用开口部608相连通。排气用开口部608设置几个都可以，在本实施方式中，相对于外壁部603呈放射状地形成三个排气用开口部608。排气用开口部608的前端与未图示的抽吸泵相连，通过抽吸泵进行抽吸，从而从排气用开口部608将装置内部的空气排出到装置外。

在单元60的底部604上，形成有储存液体的储液部609，该储液部609的形状为：随着从其中心向单元60的外周侧而向下方倾斜。在底部604上，设有将储存在储液部609中的多余液体排出的废液管610，废液管610的废液口611从底部604突出。废液管610的高度位置能够进行调整。另外，在底部604上设有用于将储存在储液部609中的液体全部排出的排液部件612。

在底部604的中心侧形成有底部开口部613，其开口端部具有竖起而形成的竖起部614。

在保持用具20的上方配置有未图示的加压箱以及分别通过管相连通的清洗液喷出装置11和反射防止层用组合物喷出装置12。这些装置的结构为：在下端部上分别具备喷嘴111、121，并且在待机位置与保持用具20的上方之间大致水平地移动。

另外，在装置主体10的上部设有清洁单元13，该清洁单元13具有向装置主体10内部送入空气的供气装置以及HEPA(高效微粒空气)过滤器，从清洁单元13向透镜50送入空气，从而装置主体10的内部被局部清洁。

图2是放大表示单元60以及保持用具20的图。

保持用具20包括：电动机30；以该电动机30为动力源而旋转的筒状的旋转轴21；转动自如地支撑旋转轴21的轴承223；容纳该轴承223的外壳22；设置在旋转轴21的一端侧的支架23；和安装在该支架23上的吸附衬垫24。在该吸附衬垫24上保持着透镜50。

在旋转轴21上，在相对于支架23侧的相反侧的端部上设有同步带轮211，通过绕挂在该带轮211和设置在电动机30上的同步带轮301上的同步带302，将电动机30旋转传递给旋转轴21。

在旋转轴21的带轮211侧的端部上设有回转接头28，来自真空泵40的配管29连接在该回转接头28上，借助于该真空泵40的抽吸，通过旋转轴21的内部，配置在吸附衬垫24上的透镜50被吸附。

轴承223的结构为在其与旋转轴21之间通过滚珠保持部222保持着旋转自如的多个滚珠221，通过滚珠221的旋转，顺畅地支撑旋转轴21的旋转。

另外，旋转轴21的端部从轴承223突出，将支架23插入突出部后螺纹固定。

支架23为特氟隆(注册商标)制的圆板状构件，该支架23的结构为：在形成于中央的孔231中插入并固定旋转轴21的端部。另外，形成有从孔231的周缘竖起的突出部232，在该突出部232的外周上嵌合有吸附衬垫24的内周部。

吸附衬垫24是由丁腈橡胶、氟橡胶、氯丁二烯、聚硅氧烷橡胶等形成的俯视观察为环状的构件，截面形状为大致コ字状，该コ字形状中的相对部分的一方支撑在支架23上，另一方成为透镜50的保持部241。

另外，在吸附衬垫24的材质中，除了使用这样的橡胶材料，还可以使用能够追随透镜50的形状、紧密接触在透镜50上的各种弹性构件。

保持用具20插入于单元60的底部开口部613中，竖起部614与支架23嵌合，单元60的底部604整体由支撑板615支撑、固定。支撑板615由支柱616支撑。

在图1中，清洗液喷出装置11是将在清洗透镜50时所使用的清洗水通过喷嘴111并提供给透镜50的装置。

反射防止层用组合物喷出装置12是将在透镜50上形成反射防止层时所使用的反射防止层用组合物通过喷嘴121并提供给透镜50的装置。该反射防止层用组合物由有机类的材料构成。

图3(A)以及(B)是透镜50的剖面图，表示层叠在透镜基材500上的多个层。

在图3(A)中，在透镜50的凹面侧、凸面侧这两侧，从透镜基材500的表面开始分别按顺序形成底层501、硬化层502、反射防止层503和防污层504。

透镜基材500只要为塑料制的即可，没有被特别限定，但优选使用折射率为1.6以上的透明材料。例如可以利用下述两种塑料为基材的材料：一种是通过使具有异氰酸基或异硫氰酸基的化合物与具有巯基的化合物反应而制造出来的聚硫氨酯类塑料，另一种是使包含具有环硫基的化合物的原料单体聚合硬化而制造出来的环硫化物类塑料。

作为聚硫氨酯类塑料的主要成分即具有异氰酸基或异硫氰酸基的化合物，可以使用公知的化合物，没有任何限制。

作为具有异氰酸基的化合物，可以列举二异氰酸乙二醇酯、二异氰酸丙二醇酯、2，4，4-二异氰酸三甲基己酯、二异氰酸己二醇酯、m-二异氰酸间亚二甲苯酯等。

底层501是由聚氨酯树脂等形成的，是在需要提高透镜基材500与硬化层502的紧密接触性时或者需要提高耐冲击性的情况下形成的，所以如图3(B)所示，有时也会不形成底层501而在透镜基材500上直接形成硬化层502。

硬化层502由聚硅氧烷类、丙烯类材料形成，为了防止透镜50损伤，形成为例如2μm程度的厚度。在将该硬化层502直接形成在透镜基材500上时，优选在透镜基材500的表面上预先进行碱处理、酸处理、微颗粒研磨处理、等离子处理等，由此，透镜基材500与硬化层502的紧密接触性提高。

为了防止透镜50的表面反射，形成了反射防止层503，该反射防止层503是折射率比其下层的硬化层502、底层501以及透镜基材500低的层。

反射防止层503是通过反射防止层用组合物喷出装置12而涂布在透镜50的硬化层502上的，也可以形成为不是单层膜而是多层膜。

作为由反射防止层用组合物喷出装置12涂布的涂布液，可以使用氟类化合物、硅烷类化合物等。在本实施方式中使用根据下述方法制成的液体作为涂布液：用有机溶剂将硅烷化合物稀释，根据需要添加水或者稀盐酸、醋酸等从而进行水解，进而添加二氧化硅微颗粒胶体状地分散在有机溶剂中而成的溶胶，然后根据需要而添加表面活性剂、紫外线吸收剂、氧化防止剂等，并充分进行搅拌。

为了实现所希望的光学特性，例如在单层膜的情况下，将这样的反射防止层503的膜厚控制在预定膜厚100nm的±10nm的范围内。

防污层504是添加了含有氟的化合物作为防污成分的涂层，形成透镜50的最外层。

下面，对本实施方式的透镜50的制造方法进行说明。

[硬化层的形成工序]

将硬化液涂布在透镜基材500上。涂布的方法是任意的，例如可以列举浸渍法、旋涂法、喷涂法、辊涂法、浇涂法等。

为了提高透镜基材500与硬化层502的紧密接触性，可以在涂布硬化液之前，在透镜基材500上进行碱处理、酸处理、表面活性剂处理、等离子处理等。

在基材上涂布硬化液之后，以预定的温度，例如40～200℃干燥数小时的时间。由此，形成硬化层502。

[等离子处理工序]

在硬化层502的表面通过等离子实施表面改良处理。

[透镜的保持用具的保持工序]

通过保持用具20对在透镜基材500上形成了硬化层502的透镜50进行保持。

因此，通过真空泵40吸附夹住透镜50。此时，吸附衬垫24的保持部241随透镜50的形状而弹性变形，可靠地将透镜50保持成不移动。

[清洗工序]

将清洗液喷出装置11向透镜50的正上方移动，持续向硬化层502供给预定时间的清洗水，然后，在停止清洗水的供给后还继续使透镜50旋转，将残留在硬化层502的表面上的清洗液甩掉。由此，将硬化层502清洗并干燥。

另外，通过旋转而甩掉的清洗液储存在储液部609中。在储存于储液部609中的液体超过从底部604突出来的废液口611的高度时，其超出的部分通过废液管610并排出到外部。

[反射防止层用组合物的喷出工序]

在清洗工序结束以后，将清洗液喷出装置11移动到待机位置，如图1所示，使反射防止层用组合物喷出装置12移动到透镜50的正上方，向硬化层502的表面喷出反射防止层用组合物。此时，将由保持用具20使透镜50的旋转设为低速。

在将反射防止层用组合物喷出到硬化层502上之后，使透镜50高速旋转，使多余的反射防止层用组合物从硬化层502的表面飞散，使所涂布的组合物的厚度均匀化，并使其干燥。

与清洁单元13以及排气用开口部608相连的抽吸泵始终工作，在装置主体10内部产生气流。该气流使从清洁单元13向透镜50送入的清洁空气通过开口部601，向下方流过内周部607，并通过储液部609附近，从连通口605排出到外周部606，并从排气用开口部608向装置外部排出。

另一方面，在从反射防止层用组合物喷出装置12向透镜50喷出反射防止层用组合物并使透镜50高速旋转时，会产生雾气或颗粒，该雾气或颗粒在透镜50附近浮游。

因此，通过上述气流的流动，雾气或颗粒被运到储液部609附近，被储存在储液部609的液体所吸附。

另外，通过高速旋转而被甩掉的反射防止层用组合物与清洗液相同，也储存在储液部609中。

[透镜的烧成工序]

然后，对设置有反射防止层用组合物的透镜50进行烧成。由此，在硬化层502上形成反射防止层503。

在反射防止层503包括多个层的情况下重复上述的工序。

另外，当在透镜基材500的一个面上完成了上述工序之后，将透镜基材500翻转过来并设置在保持用具20上，通过同样的顺序在另一个面上也形成反射防止层503。

[防污层形成工序]

将形成了反射防止层503后的透镜50从装置中取出，再通过浸渍涂布方式或真空蒸镀方式在反射防止层503上形成防污层504作为透镜50的最外层。然后，通过实施必要的处理而完成透镜50。

根据上面所说明的本实施方式，能够得到下面的效果。

(1)由于装置主体10具有清洁单元13以及排出装置，所以能够在装置主体10内部产生这样的气流：从单元60的开口部601向下方流过内周部607，并通过储液部609附近，流到排气用开口部608。通过该气流，将在透镜50附近浮游的、在喷出反射防止层用组合物并使透镜50高速旋转时所产生的雾气或颗粒运走，在通过储液部609附近时，被吸附到储存在储液部609的液体中。

因此，能够除去在透镜50附近浮游的雾气或颗粒，所以能够防止其附着在透镜50上，从而提供外观优异的透镜。

(2)在装置主体10内部设置具有外壁部603的单元60，所以能够可靠地产生通过储液部609附近的气流，能够高效地将雾气或颗粒吸附在储液部609的溶液中。

(3)由于利用抽吸泵从排气用开口部608进行抽吸，所以能够可靠地将由供气装置70送入的空气从排气用开口部608排出。因此，不会发生雾气或颗粒飞起来而附着在透镜50的表面的情况。

(4)设置在单元60的底部604上的废液管610的废液口611从底部604向上方突出，所以能够通过废液口611的高度将储液部609的溶液的量保持为一定。因此，能够省去对储液部609的溶液进行补充、排出的工作量。

另外，本发明并不限定于上述的实施方式，在能够达到本发明的目的的范围内所进行的变形、改良等均包含在本发明中。

例如，在上述实施方式中，旋涂装置1具有形成外壁部603的单元60，但也可以如图4所示，为不具有单元60的结构。

此时，从清洁单元13向透镜50送入的清洁空气沿着保持用具20向下方流动，在碰到储液部609时，向外周扩散，从排气用开口部608排出。在排气用开口部608上连接有未图示的抽吸泵，所以装置内被污染了的空气可靠地从排气用开口部608排出。因此，此时也能起到与上述实施方式相同的效果。

另外，在上述实施方式中，设置了三个排气用开口部608，但并不限于该数量，只要设置成必要的数量即可。

即，本发明主要对特定的实施方式进行特定的图示以及说明，但对于上述的实施方式，在不脱离本发明的技术思想以及目的的范围内，本领域技术人员可以对形状、材质、数量以及其他的详细的结构施加各种变形。

产业上的可利用性

本发明一般能够用于眼镜片或其他透镜。

Claims (6)

1.一种旋涂装置，其特征在于，

该旋涂装置具有：

清洗液喷出装置，其向透镜基材的表面供给以水为主要成分的清洗液；

反射防止层用组合物喷出装置，其供给反射防止层用组合物以在透镜基材的表面上形成反射防止层；

保持部，其可旋转地保持所述透镜基材；

储液部，其对分别从所述清洗液喷出装置和所述反射防止层用组合物喷出装置提供给所述透镜基材而流下来的液体进行储存；

装置主体，其容纳着所述透镜基材；

供气装置，其向该装置主体提供清洁空气；以及

排气装置，其将在所述装置主体内被污染的空气排出到外部。

2.如权利要求1所述的旋涂装置，其特征在于，

在所述装置主体内具有覆盖所述透镜基材的外壁部，该外壁部在上部形成有开口部，该开口部允许清洁空气的从所述供气装置送到所述透镜基材的流动，并且在围着所述外壁部的外周而形成的外周部上形成有排气用开口部。

3.如权利要求1或2所述的旋涂装置，其特征在于，

在所述储液部上，从所述储液部底面竖起形成有使废液流出到装置外的管。

4.如权利要求1或2中的任意一项所述的旋涂装置，其特征在于，

所述供气装置设置在所述透镜基材的上方，向所述透镜基材提供所述清洁空气，所述排气装置从所述透镜基材的下方对所述被污染的空气进行抽吸。

5.如权利要求3中的任意一项所述的旋涂装置，其特征在于，

所述供气装置设置在所述透镜基材的上方，向所述透镜基材提供所述清洁空气，所述排气装置从所述透镜基材的下方对所述被污染的空气进行抽吸。

6.一种反射防止层用组合物的涂布方法，该方法使用权利要求1～5中的任意一项所述的旋涂装置，通过旋涂法在所述透镜基材上形成反射防止层，

该方法包括：

通过从所述清洗液喷出装置提供的液体对所述透镜基材进行清洗的工序；和

使由保持用具保持的所述透镜基材旋转，并且通过所述反射防止层用组合物喷出装置向所述透镜基材提供组合物的成膜工序，

该成膜工序是在所述储液部中储存废液的状态下执行的。

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